水泥企業(yè)脫硫的策略與實(shí)施

北極星節(jié)能環(huán)保網(wǎng)訊:按照GB4915—2004《水泥工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定，自2010年1月1日起，現(xiàn)有水泥窯及窯磨一體機(jī)S02最高允許排放濃度為200mg/m3，單位產(chǎn)品排放量不得超過0.6kg/t。我國水泥企業(yè)眾多，很多水泥企業(yè)每年S02排污費(fèi)用高達(dá)幾百萬元。污染物排放情況可見一斑，S02減排任務(wù)非常艱巨。筆者建議大家從水泥機(jī)械等方面入手進(jìn)行脫硫。

1SO2的來源與形態(tài)

1.1SO2的來源

水泥廠SO2的來源來自兩個(gè)地方：原料和燃料。主要是由原料和燃料中的無機(jī)硫和有機(jī)硫氧化生成。

(1)原料中的硫化物

在水泥生產(chǎn)所需要的原料中，除了以鐵礦石作為校正型原料的情況外，原料中硫化物含量一般較少。大部分硫化物為黃鐵礦和白鐵礦(兩者均為FeS2)，還有一些單硫化合物(如FeS)。當(dāng)原料中的部分低價(jià)硫化物進(jìn)入預(yù)熱器時(shí)，在400℃左右，就開始氧化并釋放出SO2。這個(gè)反應(yīng)主要發(fā)生在第一、二級旋風(fēng)筒。部分硫化物，比如硫鐵礦，會在500～600℃發(fā)生氧化生成SO2氣體，反應(yīng)主要發(fā)生在二級筒。在一、二級筒釋放出來的SO2氣體，一部分被堿性物料吸收，另一部分則直接通過增濕塔或生料立磨，經(jīng)除塵后進(jìn)入窯尾煙囪排放。

原料中的硫酸鹽礦物主要包括石膏(CaSO4•2H2O)和硬石膏(CaSO4)。這兩種礦物在常溫下很穩(wěn)定。主要用于水泥粉磨，作為水泥的緩凝劑。硫酸鹽礦物一般不會用于回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)。

(2)燃料中的硫化物

燃料中硫化物的含量較高，是窯尾煙氣中SO2的主要生成源。燃料中硫的存在形式和原料中的一樣，有硫化物、硫酸鹽還有有機(jī)硫。燃料在分解爐或者回轉(zhuǎn)窯燃燒，低價(jià)態(tài)的硫化物，一部分直接氧化成SO3，并形成穩(wěn)定的硫酸鹽;另一部分則氧化成SO2。這部分SO2的絕大多數(shù)，能夠再次與高溫的堿性熱生料和O2發(fā)生反應(yīng)生成硫酸鹽。剩下的少部分S02會與生料中氧化釋放出來的SO2匯合，進(jìn)入煙囪排放。

1.2硫化物存在的主要形態(tài)

原料及燃料中的無機(jī)硫和有機(jī)硫包括多種硫化物，有硫酸鹽、也有硫鐵礦等，但能氧化生成SO2的主要是低價(jià)的硫化物和單質(zhì)硫。硫化物的主要存在形態(tài)詳見表1。

2SO2的成因與抑制

2.1SO2的成因

原料及燃料中的硫化物，在回轉(zhuǎn)窯的過渡帶和燒成帶，大部分會與堿結(jié)合生成硫酸鹽。未被結(jié)合的部分，生成SO2氣體，被帶進(jìn)分解爐。在分解爐中，存在大量的活性CaO，同時(shí)分解爐內(nèi)的溫度正是脫硫反應(yīng)發(fā)生的最佳溫度，因此，燒成帶產(chǎn)生的SO2氣體，可能在分解爐內(nèi)被CaO吸收。正常情況下，燃料中的硫很少會影響到硫的排放。但是，下述情況出現(xiàn)時(shí)，會導(dǎo)致SO2排放濃度升高：

(1)燃料的燃燒是在還原狀態(tài)下進(jìn)行的;

(2)生料易燒性差，燒成帶溫度被提得很高;

(3)硫堿比明顯偏高。